本帖最后由 曉昀 于 2018-4-12 22:42 編輯
4、應(yīng)力腐蝕 機械零件或設(shè)備在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的聯(lián)合作用下,,將出現(xiàn)低于材料強度極限的脆性開裂,,導(dǎo)致機械設(shè)備和零件失效的現(xiàn)象稱為應(yīng)力腐蝕開裂。
應(yīng)力腐蝕斷口特征:
(1)應(yīng)力腐蝕在宏觀上屬于脆性斷裂,,但是,,從微觀上能夠觀察到斷面上仍存在塑性流變。
(2)斷口灰暗,,且端口常有腐蝕產(chǎn)物或腐蝕坑,。而疲勞斷裂的端口是光滑的,且有光澤,。
應(yīng)力腐蝕根據(jù)腐蝕介質(zhì)的主要成分分為氯化物,、氫氧化物、硝酸鹽,、含氧水,,相應(yīng)的腐蝕開裂稱為氯裂、堿裂,、硝裂,、氧裂,或者稱為X脆(氯脆,、堿脆,、硝脆、氧脆),。
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應(yīng)力腐蝕開裂發(fā)生時,,必須同時滿足應(yīng)力、環(huán)境,、材料三者的特定條件,。
(1)應(yīng)力腐蝕中的“應(yīng)力”必須為:拉應(yīng)力;,、
(2)環(huán)境條件:一定的材料必須在特定的腐蝕介質(zhì)環(huán)境中,,才會形成應(yīng)力腐蝕。
比如:石油行業(yè)常見的碳鋼,、低合金鋼在濕硫化氫環(huán)境中發(fā)生的硫化物應(yīng)力腐蝕,;
低碳鋼和低合金鋼在苛性堿溶液中的“堿脆”;
低碳鋼和低合金鋼在含有硝酸根離子介質(zhì)中的“硝脆”;
奧氏體不銹鋼在含有氯離子介質(zhì)中的“氯脆”,;在奧氏體不銹鋼的壓力容器水壓試驗的技術(shù)條件中經(jīng)常會看到這樣一條要求:水壓試驗中,,氯離子的含量不應(yīng)超過25ppm。.
銅合金在氨氣環(huán)境下的“氨脆”等等,。
(3)材料:純金屬不產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕,,所有合金對應(yīng)力腐蝕都具有不同程度的敏感性。而且每一種合金系列都有對應(yīng)力腐蝕不敏感的合金元素,。例如鋁鎂合金系中,,當(dāng)鎂含量大于4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時,對應(yīng)力腐蝕很敏感,,相反,,當(dāng)鎂含量小于4%時,則無論熱處理條件如何,,均具有抗應(yīng)力腐蝕的能力,。又如鋼中含碳量在0.12%左右,應(yīng)力腐蝕敏感性最大,。
應(yīng)力腐蝕開裂與單純機械應(yīng)力產(chǎn)生的開裂不同:
(1)它在極低的應(yīng)力下也能產(chǎn)生開裂,;它由單純腐蝕引起的開裂不同,腐蝕性極低的介質(zhì)也能引起應(yīng)力腐蝕,。也就是說應(yīng)力腐蝕是在相當(dāng)溫和的介質(zhì)中和低應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生的,,但是這兩者的聯(lián)合作用產(chǎn)生的破壞作用的破壞性卻是巨大的。
(2)應(yīng)力腐蝕開裂的裂紋是在沒有任何明顯變形和無任何征兆的情況下發(fā)生的,,裂紋往往深入到金屬內(nèi)部,,所以,這種腐蝕斷裂具有突發(fā)性,。
【注】在同時存在H2O,、H2S的環(huán)境中,當(dāng)H2S分壓大于或等于0.00035MPa時,,或者同時存在H2O和H2S的液化石油氣里,,當(dāng)液相H2S含量大于等于10x10^-6時,則稱為濕H2S環(huán)境,。
5,、縫隙腐蝕
縫隙腐蝕是在電解質(zhì)溶液中(尤其含氯離子的介質(zhì)),在金屬與金屬,、或非金屬之間的縫隙內(nèi),,由于溶液的移動受到阻滯,在縫隙內(nèi)的溶液中氧耗竭后,,氯離子從縫隙外向縫隙內(nèi)移動,;又由于金屬氯化物的水解自催化酸化過程,導(dǎo)致鈍化膜的破裂,,因而產(chǎn)生與自催化點腐蝕相類似的局部腐蝕,。縫隙腐蝕有可能破壞機械連接的整體性和密封性,,給設(shè)備正常運行造成障礙或者零件失效,。
縫隙腐蝕通常發(fā)生在一些電解質(zhì)溶液停滯的縫隙中或者屏蔽的表面內(nèi),在機械設(shè)備中,,比如法蘭的連接處,,與鉚釘、螺栓,、墊片,、墊圈(特別是橡膠墊圈)、閥座,、松動的表面沉積物等相接處,,都容易發(fā)生縫隙腐蝕。即使沒有氯離子存在,,也可能發(fā)生縫隙腐蝕,。
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